spContent=电器开关作为电气工程实现自动化、智能化不可或缺的基础元器件，从日常生活中的墙壁开关，插头插座，到工业控制中的继电器、接触器，再到电力系统保护的断路器，在各种电路中承担着连接、控制、保护等功能。
我国现已成为电器制造大国，伴随着产业升级的浪潮，新一轮科技革命和产业变革的兴起，5G通讯、工业自动化、数字医疗、智慧安防、新能源、轨道交通、航空航天等国家重点发展领域对电器产品在性能、可靠性、电寿命等方面的需求紧迫。
本课程是哈工大电气工程及自动化专业选修课程，通过本门课程的学习，可使学生们掌握电器设计的基本理论、分析方法与测试原理；强化工程思维，具备解决电器产品复杂工程问题的能力；培养学生对我国低压电器元件向高可靠、长寿命发展的责任心和使命感。
电器开关作为电气工程实现自动化、智能化不可或缺的基础元器件，从日常生活中的墙壁开关，插头插座，到工业控制中的继电器、接触器，再到电力系统保护的断路器，在各种电路中承担着连接、控制、保护等功能。
我国现已成为电器制造大国，伴随着产业升级的浪潮，新一轮科技革命和产业变革的兴起，5G通讯、工业自动化、数字医疗、智慧安防、新能源、轨道交通、航空航天等国家重点发展领域对电器产品在性能、可靠性、电寿命等方面的需求紧迫。
本课程是哈工大电气工程及自动化专业选修课程，通过本门课程的学习，可使学生们掌握电器设计的基本理论、分析方法与测试原理；强化工程思维，具备解决电器产品复杂工程问题的能力；培养学生对我国低压电器元件向高可靠、长寿命发展的责任心和使命感。
—— 课程团队
课程概述
电器理论基础是电气工程及自动化专业核心课，是电器专业方向的必修课程，在培养学生电气工程领域综合分析能力、综合设计能力等方面占有重要地位。本课程以电器开关基本理论为主线，分别介绍电磁机构理论、电弧理论，电接触理论和电器的发热理论，电动力理论。内容与电器设计、制造、试验等方面的科学问题和工程问题直接相关。对于本领域广泛关注的电寿命、可靠性、环境适应性、一致性等电器产品热点、难点问题的解决具有参考学习价值。
使学生较深入地了解电器相关的设计原理与基本特性及其分析方法。通过本课程的学习，着重培养学生对低压电器产品机、电、磁、热、等离子体物理特性及机电能量转换过程的理解，培养学生对电气系统科学知识的应用能力，培养学生应用新原理与新材料设计电器的创新意识，支撑专业学习成果中相应指标点的达成。
授课目标
1. 掌握电器的电磁机构理论，电弧理论，电接触理论，发热理论和电动力理论。
2. 熟悉典型电器产品（包括继电器、接触器和断路器）的基本原理和主要结构。
3. 掌握典型电器产品相关复杂工程问题的主要分析方法，具备分析和解决工程实践中 电器科学问题的能力。
4. 理解低压电器产品机、电、磁、热、等离子体物理特性及机电能量转换过程。
课程大纲
绪论
课时目标：绪论是本门课程内容的基本概括。通过本讲知识点的学习，主要了解电器的定义、分类、具体功能以及设计目标，重点掌握电器涉及的基本理论范畴和对应的研究内容。其中第02讲~第06讲主要为电磁机构理论，第07讲~第09讲主要为电弧理论，第10讲~第11讲主要为电接触理论，第12讲为电器发热理论，第13讲为电器电动力理论。
01-01电器的功能与用途
01-02典型电器的结构与工作原理
01-03电器的发展过程
01-04电器理论范畴
磁性材料与磁路计算
课时目标：磁性材料与基本磁路的计算方法是电磁机构理论的基础。通过本讲知识点的学习，明确磁路计算涉及的基本物理量、铁磁材料的非线性特点和基本磁路定律，进一步地明确气隙磁导的计算方法。最终重点掌握简单磁路的计算方法和考虑漏磁通的复杂磁路计算方法。
02-01基本物理量
02-02铁磁材料特性
02-03磁路基本定律
02-04气隙磁导
02-05简单磁路
02-06复杂磁路
电磁机构的静态特性
课时目标：电磁机构的静态特性，主要涉及电磁吸力与衔铁行程的关系，机械反力与衔铁行程的关系。通过本讲知识点的学习，了解电磁机构的主要特点，掌握电磁吸力的计算方法，进一步掌握静态电磁吸力特性和机械反力特性，最终掌握吸反力配合的原则与调控方法，为电磁机构的总体设计和参数设计奠定基础。
03-01典型电磁机构
03-02能量转换与电磁力
03-03静态电磁力特性
03-04机械反力特性
03-05吸反力的配合
电磁机构的动态特性
课时目标：电磁机构的动态过程直接关乎电器的响应时间、甚至电寿命和可靠性。通过本讲知识点的学习，了解电磁机构的动态过程数学模型及其求解方法，最终掌握吸合过程和释放过程的调控方法。
04-01电磁机构的动力学模型
04-02吸合过程的求解方法
04-03吸合过程的调控方法
04-04释放过程的求解与调控
极化电磁系统
课时目标：极化电磁系统具有灵敏度高、功耗低等优点，因此广泛应用于控制用继电器和接触器。通过本讲知识点的学习，了解永久磁铁的工作点、交流退磁原理，掌握差动式极化磁系统和桥式极化此系统的结构特点和工作原理，了解极化磁路的等效方法和计算方法。
05-01永久磁铁的主要特性
05-02 极化电磁系统工作原理
05-03 极化磁路的计算
交流电磁系统
课时目标：交流电磁系统在交流电器中广泛应用，且与直流电磁系统、极化电磁系统均存在明显区别。通过本讲知识点的学习，了解其磁链、磁势和电磁吸力的特征，掌握交流电磁系统的磁路等效方法和相关的计算方法。
06-01交流电磁系统的特点
06-02交流电磁系统等值磁路
06-03交流磁路的计算
电弧的基本特性
课时目标：电弧与气体放电直接相关，电弧的基本特性是了解电弧、熄灭电弧的前期知识点。通过本讲知识点的学习，了解气体放电的条件和形式，电弧的发生条件，重点掌握空气电弧的基本特点和真空电弧的基本特点。
07-01概述
07-02气体的电离与击穿
07-03 电弧的发生
07-04 空气电弧
07-05 真空电弧
直流电弧的熄灭与影响
课时目标：直流电弧能否熄灭是电器接触系统结构设计的主要关注点。通过本讲知识点的学习，主要掌握直流电弧的静态和动态伏安特性及电弧熄灭原理，进一步理解电弧的燃弧时间和过电压概念，明确电弧产生的危害。
08-01直流电弧的伏安特性
08-02直流电弧的熄灭原理
08-03燃弧时间与过电压
08-04电侵蚀物理
交流电弧的熄灭
课时目标：交流电弧的熄灭与直流电弧情况存在明显差别。通过本讲知识点的学习，主要掌握交流电弧的伏安特性，理解交流电弧的熄灭原理，介质恢复过程和电压恢复过程的影响因素，以及已有的电弧数学模型。重点掌握熄灭交流电弧的可用措施方法。
09-01交流电弧的伏安特性
09-02介质恢复过程
09-03三相交流电的开断
09-04熄弧措施
09-05电弧模型
电接触物理
课时目标：电接触理论属电器基本理论范畴，通过本讲知识点的学习，首先明确电接触的类型、特点及设计需求，掌握接触电阻的组成和计算方法，理解触点冷焊、触点静熔焊、动熔焊现象，掌握其形成过程及抑制措施。理解与电连接器相关的插拔接触形式的特点和分析方法。最终明确电接触可靠性的影响因素和制约关系。
10-01概述
10-02接触电阻
10-03触点冷焊
10-04触点静熔焊
10-05触点动熔焊
10-06插拔接触
10-07电接触可靠性
电接触材料
课时目标：电接触材料是影响电器开关电寿命和电接触可靠性的关键。通过本讲知识点的学习，分别理解银基、钨基、铜基电接触材料的基本特点和制备工艺，了解电器开关触头系统的材料设计思路以及电接触失效机理分析。
11-01银基电接触材料
11-02钨基电接触材料
11-03铜基电接触材料
11-04电接触材料的制备工艺
电器的发热与温升
课时目标：电器的发热与温升属电器基本理论范畴内容，通过本讲知识点的学习，明确电器的热源、热传递形式、热路法、允许温升、热时间常数、稳定温升等概念，掌握电器发热元件的稳态发热、非稳态发热、短路发热等情况的计算分析。掌握触点和线圈的温升分析方法。
12-01电器的允许温升
12-02电器的发热源
12-03电器的散热
12-04牛顿公式与表面稳定温升
12-05傅里叶定律
12-06电器的非稳态发热
12-07短路条件下的发热
12-08触点温升
12-09线圈内部温升
电动力理论
课时目标：电动力理论也属电器基本理论范畴范围，通过本讲知识点的学习，理解电器电动力现象，了解载流导体的电动力计算方法和影响因素，掌握交流电的电动力计算方法和触头电动斥力的计算方法。
13-01电动力现象
13-02载流导体的电动力计算
13-03交流电的电动力
13-04触头间的电动力
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策， 2021年秋季学期开始，中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书，仅提供电子版的认证证书服务，证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证，可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询，或者访问 https://www.icourse163.org/verify，通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核，成绩达到课程考核标准的学生（每门课程的考核标准不同，详见课程内的评分标准），具备申请认证证书资格，可在证书申请开放期间（以申请页面显示的时间为准），完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项：
1. 根据国家相关法律法规要求，认证证书申请时要求进行实名认证，请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后，系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
[1] 张冠生主编. 电器理论基础. 机械工业出版社. 1989.
[2] 许志红编著. 电器理论基础. 机械工业出版社. 2014.
[3] 梁慧敏 翟国富著. 航天电磁继电器三次设计. 哈尔滨工业大学出版社. 2014.
[4] 佟为明 翟国富等编著. 低压电器继电器及其控制系统（第2版）. 哈尔滨工业大学出版社. 2003.
[5] 李靖 编著. 高低压电器及设计. 机械工业出版社. 2016.
浙公网安备 33010802012594号
